计数系统架构设计（转）

本文主要节选和总结自沈剑大佬的 计数系统架构实践一次搞定 | 架构师之路和文章的评论，略有删改

一、问题描述

很多业务都有“计数”需求，以微博为例：

微博首页的个人中心部分，有三个重要的计数：关注了多少人的计数、粉丝的计数、发布博文的计数

微博首页的博文消息主体部分，有四个计数：转发计数、评论、点赞、浏览计数

本文主要讨论：数据量大、高并发情况下怎么高效查询？计数属性增加怎么快速扩展架构？

二、架构设计

不同的属性计数，分别用一张表来记录，比如博文转发表，新增一个转发则新增一条记录、博文评论表、博文点赞表新增一条评论或者点赞都在各自的表里新增一条记录，用户关注表、用户粉丝表、博文表、收藏表等，也是新增粉丝或者新增博文就在对应表里新增记录。

每个用户的三个计数值需要发起三次count查询，每篇博文的4个技术值，也需要4次count的查询。高并发下数据库压力较大。

缺点：每个用户需要3个count查询，首页十多篇博文，需要几十次count查询

2.1 计数外置

额外冗余设置 2 张计数表，分别用来记录用户维度和博文维度的计数，每个计数属性在计数表里是一列字段。比如上面的微博业务可以抽象出两个表（用户计数表和博文计数表），针对这两个维度来进行计数的存储：

t_user_count (uid, gz_count, fs_count, bw_count);

t_bw_count (bw_id, forword_count, comment_count, praise_count);

查询

每个用户的计数只需要查一次用户计数表即可，微博首页每条博文也仅需要查一次博文计数表即可，甚至可以用 in 语句把所有博文的计数放在同一条sql里执行，这样微博首页所有博文计数仅需一次查询即可。

更新

MQ 消息解耦，每当发生一个计数更新的事件，比如点赞事件、转发事件、都给 MQ 发送一条消息，由下游服务负责监听消息，给对应事件的表里增加条记录，更新总的计数表，如果有缓存，需要淘汰缓存。

2.2 加入缓存提高查询性能

像关注计数，粉丝计数，微博消息计数，变化的频率很低，查询的频率很高，这类读多些少的业务场景，非常适合使用缓存来进行查询优化，减少数据库的查询次数，降低数据库的压力。

缓存中的数据结构是hash，一个实体是一个hash，hash实体的 key 是{用户id拼接上:user} 或者{博文id拼接上:bowen}，hash 实体每个元素的key是具体的属性，value是对应的计数值。

hset 123:user follower 10
hset 123:user fanse 20
hget 123:user // {"follower": 10, "fanse": 20}

一次 mget 网络操作即可拿到该用户或者该博文所有的属性计数值。

2.3 一致性不高的业务场景可以用缓存提高写性能

对于写多读少，一致性要求不高的计数，也可以先用缓存保存，然后定期刷到数据库中，以降低数据库的写压力。或者发生 50 个计数事件就同步一次 db。

写操作需要先 mget 查到原来的值，然后 mset 设置新值。

2.4 计数属性增加

在数据量很大，并发很高的情况下，如果想在冗余计数表中增加一个字段，比如用户计数表中增加一个收藏博文数，会很难。好的方式是以下量两种：

1、冗余的计数表设计时预留好字段

2、冗余计数表采用竖表设计而非横表设计，把列扩展变成了行扩展。即计数表的每个计数属性值不再存在同一条横向记录里，而是把每种属性的技术值单独存一条记录，这样每次增加属性，就只需要增加一条记录即可。

三、问题

问：计数外置，增加冗余计数表，怎么解决数据冗余必将引发的数据一致性问题

• 对于一致性要求比较高的业务，要有定期 check 并 fix 的机制，例如关注计数，粉丝计数，博文总数计数等。check 机制包括定时任务扫库、日志扫增量、MQ 延时消息实现定时任务
• 对于一致性要求比较低的业务，即使有数据不一致，业务可以接受，例如微博浏览数，微博转发数等

问：一致性要求高的场景能不能用 redis 来执行写操作

对于缓存维护计数定期更新到数据库的方式，数据库的数据存在一定的滞后性，如果缓存发生重启，从db恢复数据时可能会丢失部分数据。对于一致性要求比较高的业务，不太合适。

一般不建议把缓存当数据库来用，一是 redis 持久化不如 db 好，重启有可能丢数据；二是缓存持久化频繁，会降低性能。如果非要用 redis 来提高写性能，最好提高 redis 的持久化性能。

缓存计数自增的命令是：INCRBY，可以保证原子性。

问：能不能只用 redis，不用数据库

不太建议

问：如果把冗余计数表从横表换成竖表，那岂不是会导致记录数量扩大好几倍

是的，但是数据量可以很容易通过水平扩展的方式来解决。

问：博文的评论这些是不是用 mongo 来存比较好

可以使用mongodb来应对频繁修改表的需求

问：横表和竖表怎么选择

横表显然记录条数会比较少，查询相对较快，竖表记录条数会变多，查询相对较慢，如果表结构相对稳定就使用横表，如果表结构可能频繁变更，就用竖表，大部分根据经验来判断。比如配置性的数据用竖表就非常合适。